靖远矿区侏罗系矿层特征及含矿地层沉积环境浅析

寇宏杰

(甘肃煤田地质局一三三队，甘肃 白银 730913)

靖远矿区位于甘肃省中部，地处黄土高原北部，地势南北高，中部低，行政区划隶属白银市管辖，西北以黄河为界；西南边界为宋梁山—铁木山—华家岭一带的古老变质岩；东北边界为甘肃和宁夏省界。黄河自南向西北穿过境内西部，是区内主要供水水源[1]。本区年平均气温6℃～9℃，年降雨量180mm～450mm，年蒸发量1657mm～3038mm。包兰铁路、京藏高速(G6)、109国道、308省道通过境内，交通十分便利。

1 地质概况

1.1 构造特征

靖远矿区大地构造单元属祁连造山带，自北东往西南有川口—王家山—靖安坳陷、哈思山—黄家屲山—崛吴山隆起、宝积山坳陷、靖远—会宁坳陷。断裂和褶皱均很发育（见图1）。主要断裂有F1、F2、F3、F4和F68等；主要褶皱有峰台山—香山复式背斜、论古—白塔复式向斜、松山—黄家洼山复式背斜、靖远坳陷带、吴家川复式单斜层等。

1.2 地层

中侏罗统龙凤山组（J2l）为靖远矿区主要含矿地层，岩性由灰白色、灰色砂砾岩、砂岩、深灰色泥岩和矿层组成。厚度10m～183.33m，平均厚80米左右。

2 侏罗系矿层特征

龙凤山组含矿2～6层，含矿系数大于30%，主要可采矿层2—4层，多为厚至特厚矿层，矿层结构简单—复杂，属较稳定—稳定性矿层（见表1）；主要可采矿层位于地层下段（王家山矿）或地层上段（宝积山矿、红会矿），含矿性较好，但矿层有分叉、变薄、甚至尖灭的现象。龙凤山组Ⅰ段属于盆地初始充填体系沉积物，矿层分布较广泛，多位于Ⅰ段的顶部，矿区南部的宝积山矿和红会矿编号为1；矿区北部王家山矿编号为4，为厚至巨厚矿层。龙凤山组Ⅱ段属于盆地扩张充填体系沉积物，以浅湖或滨湖相细粒沉积物为主，局部见有不稳定的薄矿层，不是主要含矿段。龙凤山组Ⅲ段属于盆地萎缩充填体系沉积物，矿层在宝积山矿和红会矿不存在，在王家山矿编号为矿2，位于Ⅲ段顶部，为厚至巨厚矿层。

图1 靖远矿区构造略图

3 含矿地层沉积环境

靖远矿区侏罗纪含矿地层在不同沉积背景下沉积环境演化差异明显（图2），有河流—三角洲平原、三角洲前缘沉积背景下沉积环境，简述如下。

3.1 河流—三角洲平原背景下沉积环境

以王家山矿两次成矿期为例。在中侏罗世早期，第一次成矿期前以三角洲前缘水下分流河道沉积作用为主，沉积了一套薄层状泥岩与厚层状砂岩、砂砾岩互层沉积物。泥岩厚度小于0.5m，多为0.1m～0.2m，砂岩厚度在1.5m～2m。成矿时为三角洲平原上的洪泛平原背景下广泛发育有沼泽、泥炭沼泽，形成厚矿层。第二次成矿期前的三角洲前缘沉积作用以河口坝为主，下部为一套薄层状砂、泥互层，砂体粒度较细；中部为一套厚层状砂岩、砂砾岩层；上部为三角洲平原分流河道砂岩和洪泛平原泥岩、砂质泥岩；顶部发育沼泽、泥炭沼泽，形成厚矿层。

表1 靖远矿区各矿山龙凤山组矿层特征一览表

图2 靖远矿区侏罗纪沉积相地层综合柱状图

3.2 三角洲前缘背景下沉积环境

以宝积山矿两次成矿期为例。在中侏罗世早期，第一次成矿期前，早期以三角洲前缘水下分流河道沉积作用为主；晚期以三角洲平原分流河道与洪泛平原沉积作用为主，顶部发育沼泽、泥炭沼泽，形成厚矿层。第二次成矿期前的三角洲前缘以河口坝沉积作用为主，沉积了一套巨厚层状的砂、泥层；后期水退之后发育了泥岩沼泽，形成了薄矿层。

总之，靖远矿区为中侏罗世的残留盆地，含矿范围内仅见三角洲沉积体系。下部三角洲平原沉积作用较强，尤以王家山矿、宝积山矿明显，矿层为较稳定发育的厚矿层；上部以三角洲前缘沉积作用占主导，矿层层数较多，发育情况较上部差。

4 靖远矿区侏罗纪矿系古地理总体演化

靖远矿区侏罗纪含矿地层是在三叠纪大型湖盆基底背景上发育而成的，印支运动对三叠纪大型湖盆影响不大，区内较多地段的侏罗系地层与下伏地层呈平行不整合关系。

早侏罗世，同期盆缘构造在南缘较频繁活动，发育了由南向北方向进入盆地的冲积扇沉积体系，在冲积扇远端为湖泊沉积体系。

中侏罗世，湖泊岸边和湖心岛周围广泛发育了地势平坦的三角洲平原，经泥炭沼泽化形成了稳定厚矿层。在以湖泊沉积作用占优势的地段，矿层发育情况较差，甚至形成无矿层。

中侏罗世时发生了一次区域性湖侵作用，湖泊仍为浅水环境。早期来自湖泊岸边的三角洲前缘向湖盆中心进积，水退后经充填淤浅发生沼泽化、泥炭沼泽化。晚期，区域性的湖水进、退作用控制了成矿环境，形成了多次成矿期，但由于成矿环境具有发育时间较短、变化较快的特点，所以泥炭沼泽发育较差，多数矿层侧向上稳定性差，矿层薄，只在湖泊北岸王家山一带因地势略高，较长时间里发育了大面积的平原沼泽化及泥炭沼泽环境，形成侧向稳定发育的厚矿层。

综上所述，靖远矿区侏罗纪含矿地层沉积环境演化过程：初级为冲积扇沉积体系与小湖泊沉积体系，中期为湖泊扩张沉积体系，晚期为湖泊萎缩沉积体系。成矿环境主要受控盆断层活动及区域性湖侵作用控制。